Por Anne M. Stark
Publicado no Lawrence Livermore National Laboratory
Na Terra primitiva, o ambiente não era muito hospitaleiro quando a vida começou a surgir. A nova pesquisa mostra que a vida na Terra poderia ter vindo de fora.
O cientista Nir Goldman, de Lawrence Livermore, e seu colega Isaac Tamblyn, do Instituto de Tecnologia da Universidade de Ontario (um antigo pós-doutorando em LLNL), descobriram que cometas gélidos, os quais atingiram a Terra milhões de anos atrás, podem ter produzido compostos orgânicos formadores de vida, incluindo os blocos de construção das proteínas e nucleotídeos componentes de DNA e RNA..
Os cometas contém uma variedade de moléculas simples, tais como a água, amoníaco, metanol e dióxido de carbono, e um evento de impacto com uma superfície planetária iria fornecer uma fonte abundante de energia para conduzir reações químicas.
“O fluxo de matéria orgânica para a Terra através de cometas e asteroides durante os períodos de intenso bombardeio podem ter sido tão alto quando 10 trilhões de quilogramas por ano, entregando a várias ordens de magnitude maior da massa de matéria orgânica do que o que provavelmente preexistia no planeta”, disse Goldman.
O trabalho anterior de Goldman é baseada em modelos de computação intensiva, que, no passado, só poderiam capturar 10-30 picossegundos de um evento de impacto de cometas. No entanto, novas simulações, desenvolvidos em supercomputadores na LLNL Rzcereal e asteca, Goldman usou modelos muito mais computacionalmente eficientes e foi capaz de capturar centenas de psicossegundos dos impactos – muito mais perto do equilíbrio químico.
“Como resultado, observamos uma diferente e ampla gama de produtos químicos de hidrocarbonetos que, no momento do impacto, poderia ter criado material orgânico que eventualmente levou à vida”, disse Goldman.
Cometas podem variar em tamanho de 1,6 quilômetros até 56 quilômetros. Os cometas que passam através da atmosfera da Terra são aquecidos externamente, mas permanecem resfriados internamente. Com o impacto com a superfície do planeta, uma onda de choque é gerada devido à compressão súbita. As ondas de choque podem criar pressões súbitas, intensas temperaturas, que poderiam afetar as reações químicas dentro de um cometa antes que dele interagir com o meio ambiente planetário. Uma colisão oblíqua, onde um corpo gelado extraterrestre impacta uma atmosfera planetária com um golpe de raspão poderia gerar condições termodinâmicas favoráveis à síntese orgânica. Esses processos podem resultar em concentrações significativas de espécies orgânicas, sendo entregues à terra.
A equipe descobriu que as pressões de choque moderado e temperaturas (cerca de 360 mil atmosferas de pressão e 4.600 graus Fahrenheit) em uma mistura de gelo rica em dióxido de carbono produziram uma série de heterocíclicos nitrogenados, que dissociam para formar hidrocarbonetos aromáticos funcionalizados em expansão e resfriamento. Estes são considerados precursores pré-bióticos de pares de bases de DNA e RNA.
Por outro lado, as condições de choque mais elevadas (cerca de 480 mil para 600 mil atmosferas de pressão e 6.200 – 8.180 graus Fahrenheit) resultaram na síntese de metano e formaldeído, bem como algumas moléculas de carbono de cadeia longa. Estes compostos são conhecidos por atuar como precursores para a síntese de aminoácidos e complexos orgânicos. Todas as simulações de compressão de choque nessas condições produziram quantidades significativas de novos compostos simples, como carbono-nitrogênio em expansão e resfriamento, que são conhecidos como precursores pré-bióticos.
“Impactos de cometas poderiam resultar na síntese de moléculas prebióticas, sem a necessidade de outras condições ‘especiais’, como a presença de catalisadores, radiação UV ou condições especiais preexistente num planeta”, disse Goldman. “Estes dados são fundamentais para compreender o papel dos eventos de impacto na formação de compostos de construção da vida na Terra primitiva e em outros planetas e na orientação futura em experimentos nessas áreas”.
